國(guó)內(nèi)外蔬菜育種及良種產(chǎn)業(yè)化發(fā)展動(dòng)態(tài)

1、國(guó)內(nèi)外蔬菜育種及良種產(chǎn)業(yè)化發(fā)展動(dòng)態(tài)一、國(guó)外蔬菜育種及良種產(chǎn)業(yè)化動(dòng)態(tài)1 1美國(guó)（1 1）育種機(jī)構(gòu)及分工美國(guó)是一個(gè)蔬菜生產(chǎn)大國(guó)，全國(guó)蔬菜收獲面積約 136136 萬(wàn)公頃，其 蔬菜科學(xué)研究也十分發(fā)達(dá)， 有不少在蔬菜品種改良方面作出重大成就的 大學(xué)、農(nóng)業(yè)科研機(jī)構(gòu)及種子公司。這些機(jī)構(gòu)雖然都從事品種改良，但分 工比較明確。 農(nóng)業(yè)部所屬的科研所及大學(xué)理學(xué)院中的生物系主要從事基 礎(chǔ)理論研究。 大學(xué)的農(nóng)學(xué)院及各州立實(shí)驗(yàn)站主要從事應(yīng)用基礎(chǔ)理論研究 以及育種材料、方法的研究。私營(yíng)種子公司以新品種選育為主。但這種 分工也不是絕對(duì)的。 如康乃爾大學(xué)、 威斯康辛大學(xué)農(nóng)學(xué)院以及加州大學(xué) 戴維斯分校， 雖主要從事基礎(chǔ)性研究、

2、育種材料創(chuàng)新，但在新品種選育 方面也取得不少成就。 而圣尼斯蔬菜種子公司在分子生物學(xué)研究方面的 成績(jī)也是很突出的。國(guó)家的研究機(jī)構(gòu)、大學(xué)或私營(yíng)公司，都與生產(chǎn)實(shí)踐有緊密的聯(lián)系。 實(shí)驗(yàn)室的很多研究課題與應(yīng)用有關(guān)。 實(shí)驗(yàn)室的研究成果要拿到實(shí)驗(yàn)農(nóng)場(chǎng) 進(jìn)行檢驗(yàn)。大學(xué)及科研機(jī)構(gòu)約 4040 -50-50 研究課題及經(jīng)費(fèi)是來(lái)自企業(yè)的 委托研究。大學(xué)教師與科研單位、技術(shù)推廣部門的關(guān)系相當(dāng)密切。一些 有名的教授在州立試驗(yàn)站及大學(xué)相互兼職。 試驗(yàn)站每年召開與有關(guān)生產(chǎn) 部門的聯(lián)席會(huì)議，討論本年度的工作。農(nóng)業(yè)大學(xué)的教師，除教學(xué)、科研 外，有一部分教師作為推廣教授直接從事技術(shù)推廣工作。2 2）育種目標(biāo)美國(guó)主要蔬菜作物有番

3、茄、黃瓜、辣椒、甘藍(lán)、青花菜、洋蔥、胡 蘿卜、菜豆、豌豆、生菜、石刁柏、甜玉米等。育種總體目標(biāo)是 “高產(chǎn)、 低投入、高產(chǎn)出 ”，與我國(guó)的 “兩高一優(yōu) ”即 “高產(chǎn)、高效、優(yōu)質(zhì) ”基本相 似。在每種蔬菜作物品種改良的具體目標(biāo)十分重視抗逆性和高品質(zhì)育 種。抗逆性包括抗多種病害， 抗蟲及耐低溫、 高濕、于旱、 鹽堿、水澇、 弱光等。 美國(guó)蔬萊要求抗病育種非常突出， 許多蔬菜都要求抗 3-43-4 種以 上病害，例如：番茄、辣椒等茄科蔬菜抗枯萎、黃萎、疫病、葉霉、青 枯病、根結(jié)線蟲以及抗病毒病（ TMVTMV 、 CMVCMV 、TEVTEV 、 PMVPMV ）。黃瓜、甜瓜等葫蘆科蔬菜要求抗枯萎、白

4、粉、霜霉、炭疽、黑星、 角斑病以及 CMVCMV 等。甘藍(lán)要求抗黑腐、霜霉、根腫病以及抗 TuMVTuMV 、CMVCMV。 菜豆要求抗銹病、根腐病， BCMVBCMV 等。在品質(zhì)育種方面，除了重視一般的商品品質(zhì)外，還重視營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)和 加工品質(zhì)。注意選育適于加工的專用品種。為了便于遠(yuǎn)距離運(yùn)輸及降低 生產(chǎn)成本，還特別重視培育耐貯運(yùn)的品種和適于機(jī)械化收獲的品種。（ 3 3 ）主要育種途徑和育種技術(shù) 常規(guī)育種仍是美國(guó)目前主要農(nóng)作物應(yīng)用最廣泛和最有效的育種途 徑。主要蔬菜作物的新品種 8080 以上為一代雜種。很多科技人員仍依 靠傳統(tǒng)的接種鑒定方法， 由遺傳資源中鑒定篩選優(yōu)異的基因， 再用雜交、 回交的

5、方法， 篩選優(yōu)良的自交系作為雜交的親本材料。 在紐約州用常規(guī) 的方法已獲得可抗 CMVCMV 的甜瓜、可抗 6 6 種病毒的葫蘆。目前，美國(guó)在農(nóng)作物品種改良中特別重視生物技術(shù)的應(yīng)用。大體包 括轉(zhuǎn)基因分子標(biāo)記、組織培養(yǎng)、細(xì)胞融合等。同時(shí)，研究的性狀已由過(guò) 去的質(zhì)量性狀向數(shù)量性狀延伸。轉(zhuǎn)基因技術(shù)已在培養(yǎng)抗病、抗蟲、耐貯 蔬菜作物新品種中得到應(yīng)用。美國(guó) CalgeneCalgene 公司推出的轉(zhuǎn)基因植物有 番茄、馬鈴薯、南瓜、黃瓜、甜瓜、甜椒、茄子、甘藍(lán)等。繪制主要農(nóng)作物的基因圖譜（水稻、小麥、玉米、大麥、高粱、馬 鈴薯、番茄、辣椒等作物）普遍受到重視。在遺傳資源中，特別在野生 種中發(fā)現(xiàn)有利基因并利

6、用分子標(biāo)識(shí)技術(shù)及轉(zhuǎn)基因技術(shù)將它們應(yīng)用到農(nóng) 作物中去的研究已取得較好的成就。 很多從事常規(guī)育種和分子生物學(xué)研 究的專家認(rèn)為：常規(guī)育種永遠(yuǎn)不會(huì)消失。 常規(guī)育種的一個(gè)最重要的環(huán)節(jié) 是選擇， 包括在親本選育和雜交后代的自交系選擇，將分子標(biāo)識(shí)技術(shù)與 常規(guī)育種相結(jié)合，將使選擇變得更準(zhǔn)確、更快速、更廉價(jià)有效。2 2俄羅斯（1 1）育種機(jī)構(gòu)國(guó)家及各地區(qū)的農(nóng)業(yè)科研單位主要負(fù)責(zé)蔬菜遺傳資源的研究和品 種改良工作，農(nóng)業(yè)大學(xué)也從事部分育種技術(shù)、育種材料的研究。種子公 司主要負(fù)責(zé)種子的繁殖和推廣。俄羅斯農(nóng)科院有兩個(gè)下屬的國(guó)家級(jí)蔬菜研究所。 一個(gè)為全俄蔬菜育 種與良種繁育研究所， 19201920 年成立， 全所現(xiàn)有科技

7、人員 120120 人，主要 從事蔬菜育種材料、 育種方法及育種相關(guān)的應(yīng)用基礎(chǔ)研究。 包括生物技 術(shù)研究， 也直接培育蔬菜新品種。 研究的蔬菜作物包括茄科、 十字花科、 瓜類、根菜類以及豆類、蔥蒜類等蔬菜作物約 3030 種。另一個(gè)為全俄蔬 菜作物科學(xué)研究所，19301930 年建立，現(xiàn)有科技人員 200200 人，主要從事蔬 菜栽培技術(shù)與蔬菜機(jī)械化研究開發(fā)。 有一個(gè)遺傳育種研究室直接從事甘 藍(lán)、胡蘿卜、黃瓜、番茄、甜椒作物的新品種選育。位于圣彼得堡市的 全俄瓦維洛夫植物栽培研究所基因資源中心負(fù)責(zé)收集世界各地農(nóng)作物 遺傳資源。 19901990 年就已收集保持蔬菜遺傳資源 4 4萬(wàn)份，現(xiàn)已達(dá)

8、5 5 萬(wàn)份。（2 2）育種目標(biāo) 俄羅斯的主要蔬菜作物包括甘藍(lán)、胡蘿卜、甜椒、黃瓜、番茄、馬 鈴薯、洋蔥、西葫蘆、西瓜、南瓜、菜豆等。總體的育種目標(biāo)仍把高產(chǎn) 列為第一位。 同時(shí)也注意優(yōu)質(zhì)抗病及耐貯運(yùn)， 各種蔬菜的育種目標(biāo)除豐 產(chǎn)外，還有不同的具體要求：結(jié)球甘藍(lán)：要求抗黑腐及根腫病，葉球厚實(shí)，不宜裂球，耐貯運(yùn)， 貯藏期間干燒心，軟腐及點(diǎn)狀壞死病等。番茄：露地番茄要求早熟、抗晚疫、斑枯和葉斑病、 TMVTMV 和耐高 溫；保護(hù)地番茄要求抗斑枯、枯萎、葉霉等耐低溫弱光品種，且易單性 結(jié)實(shí)，耐貯運(yùn)。黃瓜：露地黃瓜要求抗霜霉、白粉、角斑病以及適于機(jī)械化收獲； 保護(hù)地黃瓜要求抗黑星、 枯萎、蔓枯、白粉、霜

9、霉病等， 且可單性結(jié)實(shí)。洋蔥：要求黃色或紅色，扁圓或高圓球、抗病，耐低溫和耐貯藏。 菜豆：要求纖維少，品質(zhì)好。豌豆：要求蛋白質(zhì)及糖分含量高，適于加工。（ 3 3 ）主要育種途徑 俄羅斯蔬菜育種目前仍主要為常規(guī)育種技術(shù)， 而且利用雜種優(yōu)勢(shì)比 較晚。 8080 年代以前，番茄、甘藍(lán)等主要蔬菜作物主要為常規(guī)品種，一 代雜種比較少， 8080 年代以來(lái)才逐步注意研究利用一代雜種， 在胡蘿卜、 洋蔥、甜椒等作物雄性不育系選育方面有較好的成就。 目前生產(chǎn)上有不 少優(yōu)良的番茄、 甘藍(lán)、胡蘿卜一代雜種， 其中也有一些是由荷蘭、 美國(guó)、日本、引進(jìn)的一代雜種。生物技術(shù)研究比較晚，但花藥培養(yǎng)研究成績(jī)比 較突出，番茄

10、、黃瓜、胡蘿卜等作物的基因工程，分子標(biāo)記研究也已著 手進(jìn)行。3 3日本（1 1）育種機(jī)構(gòu)及分工 在日本，大田作物、牧草、果樹及營(yíng)養(yǎng)繁殖蔬菜作物的種苗由國(guó)家 或地方公立機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)其育種、 繁殖及推廣。 園藝作物中的蔬菜、花卉種 苗幾乎都由民間公司負(fù)責(zé)育種、繁育與推廣， 國(guó)立野菜菜葉實(shí)驗(yàn)場(chǎng)及地 方的公立農(nóng)業(yè)科研機(jī)構(gòu)和部分大學(xué)園藝系則主要進(jìn)行基礎(chǔ)性研究， 遺傳 資源的保存或中間親本材料的選育。濃井、板田等世界上著名的大型種 苗公司在培育實(shí)用品種的同時(shí)，也開展一些中間親本選育及基礎(chǔ)性工 作。（2 2）育種目標(biāo) 蔬菜育種目標(biāo)標(biāo)是抗病、優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、多樣化和周年供應(yīng)等。 幾種主要蔬菜作物的具體育種目標(biāo)如下

11、：番茄：要求抗枯萎病、病毒病、青枯病等。品質(zhì)方面除糖度、碳酸比外，還要求硬度好、心室小、色澤鮮艷等。溫室品種要求可耐 8-98-9 C C 的低溫，并單性結(jié)實(shí)好。 番茄品種 “桃太郎 ”就具有果實(shí)性狀好、 硬度高、 糖度高并且對(duì)線蟲、枯萎、 TMVTMV 、青枯病有較強(qiáng)的抗性。黃瓜：要求抗枯萎病、蔓枯病、 CMVCMV 、白粉病、霜霉病及根結(jié)線蟲 病等。設(shè)施栽培用種主要是要求耐低溫（晚上1111 - 1212C）和耐高溫性強(qiáng)、耐弱無(wú)（約 3 3 萬(wàn) LxLx ）。品質(zhì)方面要求果實(shí)長(zhǎng)度 2020 多厘米，粗 2 2 3 3 厘米，瓜條直，瓜把短，深綠色，表面無(wú)蠟質(zhì)等。白菜：要求抗根腫病、軟腐病、

12、病毒病。品質(zhì)方面要求纖維少、包 心緊實(shí)，球形好。有些品種要求葉球內(nèi)部顏色為桔紅色，晚抽薹等。甘藍(lán)：要求抗黃萎病、根腫病、黑腐病、病毒病等。品質(zhì)方面要求 質(zhì)地柔軟、球形扁圓式圓球，單球 1.51.5 千克左右，中心柱短、結(jié)實(shí)緊、 節(jié)間短等。青花菜：要求抗黑腐病，品質(zhì)方面要求花球緊實(shí)，花莖短。 甜椒：要求抗 TMVTMV 和疫病，品質(zhì)方面要求果肉薄，長(zhǎng)燈籠形，單 果重 3030 克左右。（ 3 3 ）育種途徑 對(duì)于實(shí)用品種的育種，主要手段還是常規(guī)育種的方法，同時(shí)也利用 生物技術(shù)培育有特殊性狀的材料和新品種。日本是研究和普及蔬菜雜種優(yōu)勢(shì)利用最早的國(guó)家之一。 2020-3030 年 代就開展茄子、西瓜

13、、黃瓜、番茄等作物雜種優(yōu)勢(shì)利用的研究。 6060 年 代中期，甘藍(lán)、番茄、大白菜、茄子、黃瓜的一代雜種已占總栽培面積 8080。目前，番茄、白菜、甘藍(lán)、蘿卜等幾乎 100100 是雜交種。另一 特點(diǎn)是利用雜交種的種類多，如小蔥也利用雜交種。 雜交種的制種途徑， 十字花科蔬菜還是利用雜交不親和系，其中白菜、甘藍(lán)為單交種，蘿卜 為雙交種。蘿卜也利用不親和系，而不用雄性不育系。胡蘿卜、洋蔥、小蔥則用雄性不育系。黃瓜、番茄、甜椒、甜瓜、西瓜、茄子等主要是 人工授粉。自交不親和性的鑒定采用人工授粉和熒光顯微鏡鑒定技術(shù)相 結(jié)合。不親和系的繁殖仍采用蕾期授粉。 抗病及優(yōu)質(zhì)材料選育利用遠(yuǎn)緣 雜交或生物技術(shù)方法

14、。 如心葉為桔紅色的白菜是白菜和蕪菁的后代經(jīng)選 育分離出來(lái)的，既抗根腫病也豐富了蔬菜品種。生物技術(shù)近年來(lái)發(fā)展很快，除了國(guó)家科研研究外， 縣級(jí)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)及一 些大的種苗公司也在進(jìn)行研究，主要包括胚培養(yǎng)、胚珠培養(yǎng)、愈傷組織 培養(yǎng)、花藥及小孢子培養(yǎng)、原生質(zhì)體融合、分子標(biāo)記技術(shù)及基因工程等，成功的例子有：胚培養(yǎng)：甘藍(lán)和白菜雜交胚培養(yǎng)，育成了白藍(lán)，用其做為親本育成 了雜交種 “歧阜綠 ”。芥菜和甘藍(lán)雜交胚培養(yǎng)，育成 “千寶菜 1 1 號(hào)”和“千 寶菜 2 2 號(hào)”?；ㄋ幣囵B(yǎng)： 用白菜和蕪菁進(jìn)行雜交， 對(duì)雜種的花藥進(jìn)行培養(yǎng)、 加倍、 選擇，育成了心葉為桔紅色的大白菜新品種。組織培養(yǎng)：通過(guò)組織培養(yǎng)大量繁殖大蔥雄

15、性不育親本， 繁殖石刁柏 雌株及三倍體的西瓜以及脫毒快繁馬鈴薯、山藥、白薯、魔芋等。細(xì)胞融合：十字花科種間內(nèi)融合成功的有：甘藍(lán)X芥菜、甘藍(lán)X蕪菁、甘藍(lán)X白菜、蘿卜X白菜。還有栽培馬鈴薯和野生馬鈴薯細(xì)胞融合 已獲得成功。4 4韓國(guó)（1 1）育種機(jī)構(gòu)及分工韓國(guó)從事蔬菜育種主要有以下三方面的力量： 大學(xué)、 研究所和種子 公司。但各綜合大學(xué)的農(nóng)科主要做基礎(chǔ)研究和育種方法的研究，農(nóng)村振 興廳所屬的園藝實(shí)驗(yàn)場(chǎng)， 主要從事應(yīng)用基礎(chǔ)研究， 他們有專門的遺傳工 程研究所從事遺傳工程的研究，園藝實(shí)驗(yàn)場(chǎng)則主要做種質(zhì)資源的篩選、花藥培養(yǎng)（已獲得人工種子）等研究。種苗公司搞應(yīng)用研究，將先進(jìn)的 育種方法、好的種質(zhì)資源，都應(yīng)用在育種上。三個(gè)層次單位有分工但也有重疊的地方。 如大學(xué)和研究所均進(jìn)行基 因工程研究，大學(xué)則一般負(fù)責(zé)基因克隆并分析其功能，構(gòu)建表達(dá)載體，即基因工程的上游工作。 研究所主要負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)基因并培育某些性狀上改良 的育種材料。 種子公司主要利用優(yōu)異的育種材料配制優(yōu)異的雜交種并繁 殖推廣。（